При взаимодействии 30,93 г руды, содержащей карбонат железа (II), с избытком соляной кислоты выделилось 4,48 л углекислого газа. Определите массовую долю карбоната железа в руде.

Решение:

Запишем уравнение реакции:

\( FeCO_3 + 2HCl \rightarrow FeCl_2 + H_2O + CO_2 \uparrow \)

Найдем количество вещества углекислого газа, выделившегося при реакции:

\( n(CO_2) = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{4.48 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 0.2 \text{ моль} \)

Согласно уравнению реакции, карбонат железа (II) и углекислый газ находятся в мольном соотношении 1:1. Следовательно:

\( n(FeCO_3) = n(CO_2) = 0.2 \text{ моль} \)

Найдем массу карбоната железа (II):

\( m(FeCO_3) = n(FeCO_3) \cdot M(FeCO_3) \)

Молярная масса карбоната железа (II):

\( M(FeCO_3) = 56 + 12 + 3 \cdot 16 = 56 + 12 + 48 = 116 \text{ г/моль} \)

\( m(FeCO_3) = 0.2 \text{ моль} \cdot 116 \text{ г/моль} = 23.2 \text{ г} \)

Найдем массовую долю карбоната железа (II) в руде:

\( \text{w}(FeCO_3) = \frac{m(FeCO_3)}{m_{\text{руды}}} = \frac{23.2 \text{ г}}{30.93 \text{ г}} \approx 0.75 \)

Переведем в проценты:

\( 0.75 \cdot 100\% = 75\% \)

Ответ: Массовая доля карбоната железа в руде составляет 75%.